ES2572680T3

ES2572680T3 - Detector de presencia por infrarrojos para detectar la presencia de un objeto en un área de vigilancia

Info

Publication number: ES2572680T3
Application number: ES12775721.9T
Authority: ES
Inventors: Richard Kleihorst; Marco CAMILLI
Original assignee: Vlaamse Instelling Voor Technologish Onderzoek NV VITO
Current assignee: Vlaamse Instelling Voor Technologish Onderzoek NV VITO
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: EP2776802B1; CN104040310B; EP2776802A1; KR101947214B1; HUE028354T2; JP2014534435A; RU2014121490A; KR20140082726A; PL2776802T3; CN104040310A; SI2776802T1; RU2616569C2; US9140609B2; JP6077553B2; HRP20160690T1; US20140264035A1; WO2013060859A1; DK2776802T3; CY1117422T1

Abstract

Un dispositivo de detección (10) para detectar la presencia de un objeto (9) en un área de vigilancia (8), comprendiendo el dispositivo: - al menos un elemento de detección de radiación infrarroja (11) adaptado para generar una señal de sensor en relación con una cantidad de radiación infrarroja recibida desde dentro del área de vigilancia (8), - una unidad de procesamiento (12) adaptada para: obtener dicha señal de sensor; generar un valor de contraste mediante la comparación de la señal de sensor obtenida con un valor de referencia; y determinar la presencia del objeto (9) mediante la evaluación de una condición en dicho valor de contraste; estando además la unidad de procesamiento (12) adaptada para ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentación negativa se aplica al valor de contraste, y - un medio de salida (13) para emitir la presencia determinada del objeto (9) y/o una propiedad derivada de la misma, caracterizado por que el al menos un elemento de detección de radiación de infrarrojos (11) comprende al menos un sensor de termopila y en el que dicha unidad de procesamiento (12) está adaptada para: - generar un valor de contraste sustrayendo un valor de referencia de la señal de sensor; - determinar que el objeto (9) está presente cuando dicho valor de contraste supera un primer nivel predeterminado; y - ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentación negativa se aplica al valor de contraste mediante la adición de una fracción predeterminada del valor de contraste al mismo, cuando dicho valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado.

Description

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DESCRIPCION

Detector de presencia por infrarrojos para detectar la presencia de un objeto en un area de vigilancia Campo de la invencion

La presente invencion se refiere al campo de la deteccion de presencia. Mas espedficamente, se refiere a la determinacion de la presencia de objetos en una region de interes mediante el uso de un sensor de radiacion termica.

Antecedentes de la invencion

La deteccion de presencia u ocupacion se utiliza en sistemas que toman automaticamente accion cuando un objeto de interes, por ejemplo, una persona, esta presente en una region de interes, por ejemplo, un area de vigilancia. Por ejemplo, una puerta, por ejemplo, una puerta corredera, se puede abrir de forma automatica cuando la gente esta de pie delante de la misma, las luces se pueden encender cuando una persona entra en una habitacion o esta en las inmediaciones de las luces, las luces se pueden apagar cuando nadie esta en una habitacion, o una alarma se puede activar cuando se detecta una intrusion.

Diversos metodos de deteccion de presencia se conocen en la tecnica. Por ejemplo, sensores sensibles a presion o bucles de induccion se pueden integrar en un suelo con el fin de detectar la presencia de personas o vehiculos. Para los objetos generadores de calor, por ejemplo, en particular, personas y/o animales, tales como animales de compania, la deteccion puede implicar sensores para detectar la radiacion infrarroja emitida por estos objetos. La deteccion de infrarrojos se puede realizar utilizando tecnologia compacta y asequible, y tiene la ventaja sobre otras tecnicas, tales como el reconocimiento de imagen visual, deteccion acustica o deteccion de ultrasonidos, que los seres vivos de sangre caliente, tales como los seres humanos, emiten radiacion termica con una distribucion espectral caracteristica, por ejemplo, un maximo de aproximadamente 9,5 |jm para los seres humanos, y con una potencia considerable, por ejemplo, de aproximadamente 100 W para los seres humanos. Dado que la radiacion infrarroja se emite por estos seres vivos de sangre caliente, la deteccion no requiere iluminacion externa. Ademas, muchos materiales que son opacos o solo permiten la transmision limitada de luz en el espectro visual son transparentes a la radiacion infrarroja.

A modo de ejemplo, en el estado de los dispositivos de la tecnica para la deteccion de presencia u ocupacion, sensores pasivos infrarrojos (PIR) se utilizan comunmente para detectar objetos en movimiento de generacion de calor en un area de vigilancia. Un sensor PIR de este tipo transforma la energia de infrarrojos, por ejemplo, la radiacion de calor, en una senal electrica, por ejemplo, una tension. El termino pasivo en este caso significa que el sensor PIR no emite un haz infrarrojo sino simplemente acepta pasivamente la radiacion infrarroja entrante. Los sensores PIR para la deteccion de personas pueden tener un maximo de sensibilidad de longitud de onda sintonizada de aproximadamente 10 jm, por ejemplo, cerca de 9,5 jm, la longitud de onda maxima de la radiacion infrarroja emitida por los seres humanos. Un dispositivo de sensor PIR de este tipo para la deteccion de ocupacion se divulga en el documento US 4.318.089. En este documento, un dispositivo de sensor PIR de la tecnica anterior para la deteccion de presencia puede comprender un par de elementos de deteccion de radiacion de infrarrojos separados entre si en un recinto, tal como un paquete de colector de metal de tres clavijas para dispositivos semiconductores, por ejemplo, un paquete TO-5. El recinto puede presentar, ademas, una ventana transparente a fin de limitar la radiacion transmitida a traves de la ventana en el recinto a un intervalo de longitud de onda adecuada, por ejemplo entre 5 jm y 15 jm o entre 7 jm y 14 jm. Una ventana transparente de este tipo se puede fabricar, por ejemplo a partir de un material apropiado, tal como germanio, silicio o polietileno.

En un dispositivo de sensor PIR de la tecnica anterior convencional, el par de elementos de deteccion de radiacion infrarroja pueden ser elementos piroelectricos, conectados en una configuracion de bajada de tension, por ejemplo, conectados en serie en oposicion de fase, por ejemplo, por un par conectado electricamente de polos emparejados de ambos elementos. Los elementos piroelectricos tienen una respuesta diferencial; un cambio de temperatura induce un cambio temporal de la tension sobre el elemento que se disipara debido a la corriente de fuga a temperatura constante. Sin embargo, una disposicion de lectura diferencial de mas de dos elementos puede cancelar adicionalmente las senales causadas por las vibraciones, cambios en la temperatura ambiente o iluminacion de campo amplio, por ejemplo, por la luz del sol. El recinto que comprende los elementos piroelectricos puede comprender ademas un transistor de efecto de campo sensible (FET) con el fin de leer la tension en el par de elementos sensibles. Los dos elementos sensibles en serie anti-fasica pueden, por ejemplo, conectarse a tierra en un terminal, y en el otro terminal conectarse a la compuerta del FET y conectarse a una resistencia a masa.

Los dispositivos de sensor de la tecnica anterior comprenden mas normalmente un elemento de enfoque tal como una lente de Fresnel o un espejo parabolico de multiples facetas, a fin de proyectar la radiacion infrarroja emitida por un objeto generador de calor, por ejemplo, una persona, sobre los elementos sensores. Este elemento de enfoque se disena de manera que la radiacion emitida por un objeto generador de calor se mueve a traves del area de vigilancia, por ejemplo, cruza el campo de vision del dispositivo de deteccion, se proyecta sobre los elementos de deteccion de manera alterna, es decir, el elemento en el que esta radiacion se concentra conmuta repetidamente.

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Por lo tanto, una corriente alterna se genera a la salida del FET, que puede amplificarse ademas.

La ventaja de acoplar los elementos en una configuracion de bajada de tension, por ejemplo, en serie en oposicion de fase, es que el dispositivo sensor se vuelve insensible a la temperatura ambiente. Sin embargo, como los elementos de deteccion no exhiben exactamente las mismas caracteristicas, pueden surgir compensaciones que tengan que filtrarse en el sistema mediante la creacion de un nivel de referencia variable basado en un filtro de paso bajo promedio.

En una realizacion digital de este dispositivo de la tecnica anterior, el filtrado adicional puede condicionar la senal, por ejemplo, para reducir el solapamiento, antes de probarlo con un convertidor analogico a digital (ADC), por lo general a una tasa de muestreo baja, por ejemplo de menos de 10 Hz, por ejemplo, 5 Hz. La frecuencia de muestreo es normalmente bastante baja debido a una baja relacion senal-ruido (SNR), por ejemplo una SNR de aproximadamente 2. En el dominio digital, los maximos de la senal filtrada se pueden detectar, lo que dara lugar a un evento durante un tiempo preestablecido si se alcanza un cierto nivel, por ejemplo, un maximo puede provocar el encendido de una luz o la apertura de una puerta y el reinicio de un temporizador que apague la luz o cierre la puerta despues de un retardo predeterminado, que es por lo general controlable por el usuario.

Circuitos analogicos similares son conocidos en la tecnica que implementan la misma o una funcion similar. En ambos dispositivos analogicos y digitales, el retardo del temporizador y la sensibilidad del dispositivo se pueden controlar mediante la alteracion de los ajustes.

Sin embargo, tal metodo de deteccion basado en PIR puede tener inconvenientes causados por el comportamiento de diferenciacion intrinseca del diseno. Tales dispositivos solo se activaran cuando se detectan objetos en movimiento en el area de vigilancia. Por ejemplo, cuando las personas permanecen mas tiempo sin moverse que un temporizador en un dispositivo de sensor basado en PIR de lo que permite la conmutacion de luz, podrian ser sorprendidos por el apagado de la luz.

En la Patente de Estados Unidos US 4.849.737, se divulga otro detector basado en PIR. Este sensor de la tecnica anterior se adapta para escanear mecanicamente un espacio, por ejemplo, disponiendo el detector basado en PIR en un disco giratorio. Por tanto, una persona que permanece sustancialmente inmovil con respecto a su entorno puede ser observada por este detector basado en PIR de la tecnica anterior debido a que el movimiento del sensor establece un movimiento relativo entre la persona y el detector. Sin embargo, la eficiencia de deteccion de tales sensores basado en PIR puede depender todavia de la velocidad relativa del detector y de la persona que es detectada.

Por otra parte, los dispositivos de PIR, como se conocen en la tecnica, requieren a menudo un diseno complejo, por ejemplo, lentes de Fresnel cuidadosamente disenadas, para poder proporcionar una indication de la direction del movimiento de un objeto detectado, por ejemplo, la direccion del pie de una persona. Puertas correderas automaticas que utilizan sensores de PIR para la deteccion de personas, no se disponen por tanto normalmente en las paredes laterales de pasillos debido a las muchas falsas alarmas que pueden provocarse por las personas que pasan.

Por otra parte, el diseno de un dispositivo basado en PIR que es capaz de proporcionar una indicacion de la cantidad de objetos detectados en un area de vigilancia, por ejemplo, el numero de personas presentes en una escena, plantea mas complicaciones. Una indicacion rudimentaria del numero de personas presentes, por ejemplo, distinguir entre una o multiples personas seria, por ejemplo, util en dispositivos de monitorizacion de estilo de vida especifico para una persona eficaces, por ejemplo, para aplicaciones de monitorizacion en el cuidado de ancianos en situaciones en las que mas ancianos comparten los mismos espacios habitacionales.

Sumario de la invencion

Un objetivo de las realizaciones de la presente invencion es proporcionar una buena deteccion de presencia de objetos emisores de radiation de calor.

El objetivo anterior se consigue mediante un metodo y dispositivo de acuerdo con la presente invencion, como se define en las reivindicaciones 1 y 7.

En un primer aspecto, la presente invencion proporciona un dispositivo de deteccion para detectar una presencia de un objeto en un area de vigilancia. El dispositivo comprende al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja adaptado para generar una senal de sensor en relacion con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia; una unidad de procesamiento adaptada para la obtencion de dicha senal de sensor, generar un valor de contraste mediante la comparacion de la senal de sensor obtenida con un valor de referencia, y determinar la presencia del objeto mediante la evaluation de una condition en dicho valor de contraste; y un medio de salida para emitir la presencia determinada del objeto y/o una propiedad derivada del mismo. En las realizaciones de la presente invencion, la unidad de procesamiento se adapta ademas para ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica al valor de contraste.

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Una ventaja de las realizaciones de la presente invention es que se proporciona un dispositivo que puede detectar objetos emisores de calor radiante, tanto cuando estos objetos permanecen estaticos como cuando estos objetos estan en movimiento.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que puede no ser sensible a los objetos emisores de calor inmoviles, tales como calentadores, sin dejar de ser sensibles a los objetos emisores de calor moviles, incluso cuando tales objetos permanecen inmoviles por un momento.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que puede reemplazar los dispositivos detectores basados en PIR convencionales en un sistema de detection sin necesidad de un rediseno extenso.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que no requiere una lente de Fresnel.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que no requiere un temporizador.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que se puede utilizar en una amplia gama de ajustes sin necesidad de ajustes de parametros controlables por el usuario, tales como ajustes de sensibilidad o del temporizador.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que puede ser compacto y solo requiere pocos componentes.

En las realizaciones de la presente invencion, la unidad de procesamiento se adapta para generar un valor de contraste sustrayendo un valor de referencia de la senal de sensor; determinar el objeto como presente cuando dicho valor de contraste supera un primer nivel predeterminado; y ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica al valor de contraste mediante la adicion de una fraction predeterminada del valor de contraste al mismo cuando dicho valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que es robusto para los objetos molestos, tales como calentadores o ventanas, sin dejar de ser sensible a los objetos emisores de calor especificos tales como las personas.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que se puede adaptar a la presencia de dichos objetos molestos dinamica y eficazmente, por ejemplo, sin necesidad de una calibration sin objetos emisores de calor especificos tales como personas presentes.

En un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, el al menos un elemento de deteccion de radiation infrarroja comprende al menos un sensor de termopila.

Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que puede detectar tanto objetos inmoviles como moviles emisores de calor radiante.

Un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion puede comprender ademas un sensor de temperatura ambiente. En un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, la unidad de procesamiento se puede adaptar ademas para recibir una senal de temperatura de dicho sensor de temperatura ambiente y aplicar una correction de temperatura a dicha senal de sensor o a dicho valor de referencia, teniendo en cuenta la senal de temperatura.

Una ventaja de un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion es que se puede controlar por unos parametros que son poco sensibles a las condiciones ambientales, por ejemplo, que no requieren de ajuste para su uso en un area de vigilancia especifica.

En un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, el al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja puede comprender una matriz de elementos de deteccion de radiacion infrarroja, y la unidad de procesamiento se puede adaptar para recibir una pluralidad de senales de sensor, recibiendose cada senal de sensor de un elemento de deteccion de radiacion infrarroja correspondiente de dicha matriz; proporcionar una pluralidad de valores de contraste comparando elemento por elemento la pluralidad de senales de sensor con una pluralidad de valores de referencia; determinar la presencia del objeto mediante la evaluation de dicha condition en dicha pluralidad de valores de contraste; y ajustar la pluralidad de valores de referencia elemento por elemento de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a la pluralidad de valores de contraste. Una ventaja de tales realizaciones de la presente invencion es que se puede proporcionar un dispositivo que puede identificar la position de un objeto a ser detectado en una zona de vigilancia.

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Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se proporciona un dispositivo que puede determinar la direccion de movimiento de uno o diversos objetos en un area de vigilancia, por ejemplo, con el fin de mejorar la eficiencia cuando se utiliza en un sistema de control para la apertura de puertas correderas.

En un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, cada elemento de deteccion de radiacion infrarroja de dicha matriz se puede adaptar para generar una senal de sensor en relacion con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro de una sub-region correspondiente del area de vigilancia, y dichos medios de salida se pueden adaptar para emitir un recuento de valores de contraste en la pluralidad de valores de contraste que cumplan dicha condicion y/o una propiedad derivada de la misma. Una ventaja de tales realizaciones de la presente invencion es que se puede proporcionar un dispositivo que puede realizar el recuento, por ejemplo, de personas en una habitacion:

Un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion puede comprender ademas al menos un modulo de comunicacion inalambrica para la transmision de informacion entre dicho al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja, dicha unidad de procesamiento, y/o dichos medios de salida. Una ventaja de las realizaciones de la presente invencion es que se puede proporcionar un dispositivo que puede ser facil de instalar, es decir, que requiere pocas conexiones cableadas.

En un segundo aspecto, la presente invencion proporciona un metodo para detectar una presencia de un objeto en un area de vigilancia. El metodo comprende obtener al menos un valor de senal de sensor en relacion con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia; generar al menos un valor de contraste comparando el al menos un valor de senal de sensor para con al menos un valor de referencia; y determinar la presencia del objeto mediante la evaluacion de una condicion de dicho al menos un valor de contraste. El metodo de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion comprende, ademas, ajustar el al menos un valor de referencia de manera que se aplica retroalimentacion negativa a dicho al menos un valor de contraste.

En un metodo de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, dicha provision de un valor de contraste comprende restar el valor de referencia del valor de senal de sensor, y la determinacion de la presencia del objeto comprende evaluar si dicho valor de contraste supera un primer nivel predeterminado. Dicho ajuste del valor de referencia puede comprender la adicion de una fraccion predeterminada del valor de contraste al mismo. Dicho ajuste del valor de referencia se pueden realizar cuando una condicion adicional sobre dicho valor de contraste se cumple.

En un metodo de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, la evaluacion de si se cumple una condicion adicional en dicho valor de contraste puede comprender evaluar si dicho valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado.

Un metodo de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion puede comprender ademas aplicar una correccion de la temperatura en dicho valor de senal de sensor o en dicho valor de referencia, teniendo en cuenta una medida de la temperatura ambiente.

En un metodo de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, la obtencion de un valor de senal de sensor puede comprender obtener una pluralidad de valores de senales de sensor, estando cada valor de senal de sensor relacionado con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro de una sub-region correspondiente del area de vigilancia; la generacion de un valor de contraste puede comprender proporcionar una pluralidad de valores de contraste comparando elemento por elemento la pluralidad de senales de sensor con una pluralidad de valores de referencia; la determinacion de la presencia del objeto puede comprender evaluar dicha condicion en dicha pluralidad de valores de contraste; y el ajuste del valor de referencia puede comprender ajustar la pluralidad de valores de referencia elemento por elemento de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a cada uno de la pluralidad de valores de contraste.

Los aspectos particulares y preferidos de la invencion se exponen en las reivindicaciones independientes y dependientes adjuntas. Las caracteristicas de las reivindicaciones dependientes se pueden combinar con las caracteristicas de las reivindicaciones independientes y con las caracteristicas de otras reivindicaciones dependientes apropiadas y no meramente como se establece expresamente en las reivindicaciones.

Estos y otros aspectos de la invencion seran evidentes a partir de y se aclararan con referencia a la realizacion o realizaciones descritas a continuacion.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 muestra esquematicamente una primera realizacion de un dispositivo de deteccion de acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion.

La Figura 2 ilustra esquematicamente una arquitectura de un sistema de sensor de termopila de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion.

La Figura 3 muestra esquematicamente una segunda realizacion de un dispositivo de deteccion de acuerdo con

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el primer aspecto de la presente invencion.

La Figura 4 ilustra la deteccion de un objeto por medio de un dispositivo de detection de acuerdo con la segunda realization del primer aspecto de la presente invencion.

La Figura 5 ilustra las etapas del metodo a modo de ejemplo de un metodo de acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion.

La Figura 6 ilustra la temperatura de la piel en relation con el calor del entorno.

La Figura 7 muestra una senal de respuesta ejemplar en funcion del tiempo para un dispositivo de deteccion de la tecnica anterior.

La Figura 8 muestra una senal de respuesta ejemplar para un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion cuando un objeto de interes esta presente.

La Figura 9 muestra una senal de respuesta ejemplar para un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion cuando ningun objeto de interes esta presente.

Los dibujos son solo esquematicos y no limitativos. En los dibujos, el tamano de algunos de los elementos puede estar exagerado y no dibujado a escala para fines ilustrativos.

Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe ser considerado como limitativo del alcance.

En los diferentes dibujos, los mismos signos de referencia se refieren a los mismos elementos o analogos. Descripcion detallada de realizaciones ilustrativas

La presente invencion se describira con respecto a realizaciones particulares y con referencia a ciertos dibujos pero la invencion no esta limitada a los mismos, sino solamente por las reivindicaciones. Los dibujos descritos son solamente esquematicos y no limitativos. En los dibujos, el tamano de algunos de los elementos puede estar exagerado y no dibujado a escala para fines ilustrativos. Las dimensiones y las dimensiones relativas no corresponden a las reducciones reales para la implementation de la invencion.

Adicionalmente, los terminos primer, segundo y similares en la descripcion y en las reivindicaciones, se utilizan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir una secuencia, ya sea temporal, espacialmente, en la clasificacion o de cualquier otra manera. Se debe entender que los terminos asi utilizados son intercambiables bajo circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invencion descritas en la presente memoria son capaces de funcionar en otras secuencias diferentes de las descritas o ilustradas en la presente memoria.

Ademas, los terminos superior, bajo y similares en la descripcion y en las reivindicaciones se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir posiciones relativas. Se debe entender que los terminos asi utilizados son intercambiables bajo circunstancias apropiadas y que las realizaciones de la invencion descritas en la presente memoria son capaces de funcionar en otras orientaciones diferentes de las descritas o ilustradas en la presente memoria.

Se ha de observar que el termino "comprendiendo", que se utiliza en las reivindicaciones, no debe interpretarse como restringido a los medios enumerados a continuation; no excluye otros elementos o etapas. Por lo tanto, se debe interpretar como especificando la presencia de las caracteristicas, numeros enteros, etapas o componentes indicados a los que hace referencia, pero no excluye la presencia o adicion de una o mas de otras caracteristicas, numeros enteros, etapas o componentes, o grupos de los mismos. Por lo tanto, el alcance de la expresion "un dispositivo que comprende los medios A y B" no debe limitarse a dispositivos que consisten unicamente en los componentes A y B. Significa que con respecto a la presente invencion, los unicos componentes relevantes del dispositivo son A y B.

La referencia en toda esta memoria a "la realizacion" o "una realizacion" significa que un rasgo, estructura o caracteristica particular descrita en conexion con la realizacion se incluye en al menos una realizacion de la presente invencion. Por lo tanto, las apariciones de las frases "en la realizacion" o "en una realizacion" en diversos lugares a lo largo de esta memoria descriptiva no se refieren necesariamente todas a la misma realizacion, pero podrian. Ademas, los rasgos, estructuras o caracteristicas particulares se pueden combinar de cualquier manera adecuada, como seria evidente para un experto ordinario en la materia a partir de esta descripcion, en una o mas realizaciones.

De manera similar, se debe apreciarse que en la descripcion de las realizaciones ejemplares de la invencion, diversas caracteristicas de la invencion se agrupan a veces juntas en una unica realizacion, figura o descripcion de la misma con la finalidad de racionalizar la revelation y ayudar a la comprension de uno o mas de los diversos aspectos inventivos. Este metodo de divulgation, sin embargo, no debe interpretarse como el reflejo de una intention de que la invencion reivindicada requiere mas funciones que las mencionadas expresamente en cada reivindicacion. Mas bien, como reflejan las siguientes reivindicaciones, los aspectos inventivos se encuentran en menos de todas las caracteristicas de una realizacion descrita unica anterior. Por lo tanto, las reivindicaciones que siguen a la descripcion detallada se incorporan expresamente en esta descripcion detallada, con cada reivindicacion siendo independiente como una realizacion separada de la presente invencion.

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Ademas, aunque algunas realizaciones descritas en la presente memoria incluyen algunas pero no otras caracteristicas incluidas en otras realizaciones, las combinaciones de caracteristicas de diferentes realizaciones pretenden estar dentro del alcance de la invencion, y formar realizaciones diferentes, tal como se comprenderia por aquellos expertos en la materia. Por ejemplo, en las siguientes reivindicaciones, cualquiera de las realizaciones reivindicadas se puede utilizar en cualquier combinacion.

En la descripcion proporcionada en el presente documento, numerosos detalles especificos se exponen. Sin embargo, se entiende que las realizaciones de la invencion se pueden ponerse en practica sin estos detalles especificos. En otros casos, metodos, estructuras y tecnicas bien conocidos no se han mostrado en detalle para no oscurecer una comprension de esta descripcion.

Cuando, en las realizaciones de la presente invencion se hace referencia a una "termopila", se hace referencia a un elemento electronico para convertir la energia termica en energia electrica, por ejemplo para la generacion de una diferencia de tension indicativa de una diferencia de temperatura local, por ejemplo sustancialmente proporcional a tal diferencia de temperatura. Una termopila de este tipo comprende una pluralidad de termopares interconectados, por lo general conectados en serie, que pueden cada uno obtenerse por ejemplo mediante el apilamiento de un numero de capas de al menos dos materiales conductores diferentes, tales como aleaciones de metales. En un termopar, si una diferencia de temperatura se aplica a dos uniones de dos conductores diferentes, una tension que puede ser proporcional a la diferencia de temperatura se genera por el efecto Seebeck. Mediante la combinacion de multiples termopares en una conexion en serie, se obtiene una termopila que amplifica la caida de tension mas bien pequena generada por un solo termopar. Una termopila para la deteccion de la radiacion infrarroja se puede formar en un chip semiconductor, por ejemplo de silicio. Por ejemplo, un area de este chip se puede grabar, dejando solo una fina membrana, en la que se pueden depositar capas alternadas de dos materiales conductores diferentes. Ambos tipos de conductores pueden tener uniones alternas en el centro de la membrana y en la mayor parte del sustrato semiconductor. Las uniones centrales, o uniones calientes, en el centro de la membrana se pueden cubrir despues con una capa absorbente de infrarrojos adecuada. Las uniones en las otras extremidades de los conductores forman las uniones frias. La termopila se puede montar en un colector TO o SMD con una tapa de filtro adecuada, es decir, transparente para una ventana de longitud de onda infrarroja de interes.

Cuando, en las realizaciones de la presente invencion se hace referencia a la aplicacion de retroalimentacion negativa a una salida de un sistema, se hace referencia a un ajuste de una variable que influye en esta salida, de manera que la salida del sistema se mantiene sustancialmente constante.

En un primer aspecto, la presente invencion se refiere a un dispositivo de deteccion 10 para la deteccion de presencia o ausencia de un objeto 9 en un area de vigilancia 8. La Figura 1 muestra una realizacion ilustrativa de un dispositivo de deteccion 10 de acuerdo con este primer aspecto. Este dispositivo de deteccion 10 comprende al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11, en la forma de un sensor de termopila. Este elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 se adapta para generar una senal de sensor, es decir, una senal de salida electrica, como por ejemplo una tension de salida, indicativa de la radiacion infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia 8. El dispositivo de deteccion 10 puede comprender un elemento de enfoque 7, por ejemplo, una lente, por ejemplo una lente de silicio, para enfocar el elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 de dentro del area de vigilancia 8, por ejemplo desde el interior de un cono que se proyecta sobre el elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 a traves del elemento de enfoque 7.

El dispositivo de deteccion 10 comprende, ademas, una unidad de procesamiento 12, que se adapta para recibir la senal de sensor del elemento de deteccion 11. La senal de sensor se puede transferir en mas de un cable de senal como una senal electrica analogica desde el elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 hasta la unidad de procesamiento 12. En tal caso, la unidad de procesamiento 12 puede comprender un convertidor analogico-digital (ADC) y un microprocesador o un dispositivo de computacion digital para realizar las operaciones logicas y aritmeticas establecidas adicionalmente en la presente memoria. Sin embargo, se entendera por la persona experta en la materia que la unidad de procesamiento 12 se puede adaptar para el procesamiento de la senal analogica, y, como tal, de hecho, puede realizar las operaciones descritas sin una conversion de analogico a digital. Como alternativa, la senal de sensor se puede transferir desde el elemento de deteccion 11 hasta la unidad de procesamiento 12 en una forma digital, por ejemplo, la senal se puede convertir en una senal digital por el dispositivo de deteccion y, a continuacion transmitirse, por ejemplo, en un bus, tal como un bus I2C. Tal senal digitalizada se puede transmitir tambien a traves de modulos de comunicacion inalambrica.

La unidad de procesamiento 12 se adapta, ademas, para proporcionar un valor de contraste mediante la comparacion de la senal de sensor recibida con un valor de referencia. Este valor de contraste puede ser una diferencia calculada sustrayendo el valor de referencia de la senal de sensor, o puede incluir una funcion, por ejemplo, una funcion cubica, aplicada a esta diferencia. Por ejemplo, la senal de sensor se puede representar por una muestra digital, por ejemplo, muestreada por un componente ADC a una frecuencia de muestreo de, por ejemplo, menos de 20 Hz, por ejemplo, menos de 10 Hz, tal como a una tasa de muestreo de 5 Hz o inferior, o una tasa de muestreo de 1 Hz o inferior, incluso hasta 0,01 Hz, por ejemplo, para los sensores que estan en "modo de espera" y comprobar cada minuto mas o menos, si un ser vivo esta presente, a fin de decidir entrar en "modo despierto" o no. Para cada muestra Ii de la senal de sensor, donde i es un numero de indice de la serie temporal de

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los valores obtenidos por muestreo, un valor de contraste C; se calcula, por ejemplo, Ci = l; - Bi -1, donde Bi -1 se refiere al valor de referencia proporcionado en un paso de tiempo anterior i -1, o a un valor por defecto preestablecido Bo para el calculo del primera valor de contraste en la serie, i = 1. El valor prestablecido por defecto Bo puede corresponder a un valor de senal de sensor que se obtendria a una temperatura suficientemente alta del area de vigilancia 8, por ejemplo, sustancialmente mas alta que la temperatura ambiente, por ejemplo 40 °C.

La unidad de procesamiento 12 se adapta ademas para determinar la presencia o ausencia del objeto 9 mediante la evaluation de una condition en el valor de contraste. Este objeto 9 puede, por ejemplo, determinarse que esta presente cuando el valor de contraste supera un primer nivel predeterminado. Un objeto emisor de calor 9 se puede suponer que tiene una temperatura superficial superior a su entorno, por ejemplo, una persona puede tener una temperatura superficial de aproximadamente 27 °C y 33 °C, para una habitation con una temperatura ambiente de entre 15 °C y 30 °C. El valor de referencia B;-1 se puede interpretar como una correction de la temperatura de fondo en evolution, por ejemplo, se ajustara en la forma que se describe mas adelante con el fin de seguir los cambios en la senal de sensor observado l; debido a los cambios de temperatura del entorno y de los objetos molestos en el campo de vision del elemento de detection 11, es decir, que no se tienen que detectar como un objeto de interes 9, por ejemplo un radiador de calefaccion. Para la deteccion de la presencia de un ser vivo, por ejemplo, para la deteccion de una presencia humana, en un area a temperatura ambiente, la presencia se puede determinar mediante la comprobacion de si el valor de contraste C; excede un primer nivel predeterminado L; (que opcionalmente puede ser una funcion de la temperatura ambiente), por ejemplo, un valor correspondiente a una diferencia en el valor de senal de sensor obtenida para una diferencia de temperatura observada entre 0,5 °C y 10 °C, por ejemplo 2 °C. Esta condicion en el valor de contraste refleja una suposicion subyacente sobre el objeto 9 a detectar, por ejemplo, una presencia humana es normalmente mas caliente que la temperatura ambiente, como se observa en la Figura 6, tomado de "Skin Temperature in Relation to the Warmth of the Environment", T. Bedford, The Journal of Hygiene, vol. 35, n.° 3, pag. 307-317, agosto 1935.

Cabe senalar que esto es una caracteristica del objeto a ser detectado y su entorno, y por lo tanto puede ser mas robusto que, por ejemplo, un temporizador y/o ajuste de la sensibilidad de un estado del sensor de PlR de la tecnica.

El dispositivo de deteccion 10 de acuerdo con las realizaciones de la presente invention comprende un medio de salida 13 para emitir a la presencia determinada del objeto 9 y/o una propiedad derivada del mismo. El medio de salida 13 puede comprender una salida de senal de cable, una interfaz de bus digital, una interfaz de red por cable o inalambrica u otros medios de comunicacion electronica. El medio de salida 13 puede comprender tambien una salida de potencia para el accionamiento de un dispositivo conectado al mismo, por ejemplo un accionador, tal como un accionador para abrir y cerrar una puerta, una alarma o una luz. El dispositivo 10 se puede comunicar a traves del medio de salida 13 de una propiedad derivada, es decir, una senal diferente de la situation actual de la presencia de objetos, pero relacionados con los mismos. Tal propiedad derivada puede ser por ejemplo un numero estadistico, por ejemplo, de los objetos detectados en una ventana de tiempo, o el tiempo transcurrido desde una ultima deteccion.

La unidad de procesamiento 12 se adapta ademas para ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica al valor de contraste. De acuerdo con la invencion, la retroalimentacion negativa se proporciona por la adicion de una fraction predeterminada del valor de contraste al valor de referencia. Ademas, esta retroalimentacion negativa es condicional, de manera que la retroalimentacion negativa se aplica solamente cuando el valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado. Este regimen de retroalimentacion negativa puede ajustar el valor de contraste C; en el tiempo con el fin de compensar los cambios, por ejemplo, un radiador en el campo de vision que se esta calentando lentamente.

Por ejemplo, un nuevo valor de referencia B; se puede proporcionar por B; = B; -1 + p.C;. La relation de

proporcionalidad p puede reflejar una tasa de aprendizaje, por ejemplo, en un enfoque de filtro convexo, y puede, por ejemplo, tener un valor entre 0,01 y 0,10, por ejemplo, 0,05, para una frecuencia de muestreo de 1 Hz. Este ajuste se puede realizar de forma condicional, por ejemplo,

Bir_t 4- ftrCj , si Ci < 6

Bi.si Ct>&'

en el que el segundo nivel predeterminado 0 puede tener un valor menor que el primer nivel predeterminado, por ejemplo, un valor correspondiente a un valor de senal de sensor que se obtendria por una diferencia de temperatura de entre 0,1 y 2 °C/s, por ejemplo por debajo de 1 °C/s, por ejemplo de 0,2 °C/s.

Opcionalmente, el dispositivo de deteccion 10 puede comprender un sensor de temperatura ambiente 15. La unidad de procesamiento 12 se puede adaptar para recibir una senal de temperatura de este sensor de temperatura ambiente 15 y aplicar una correccion de la temperatura a la senal de sensor l; o al valor de referencia predeterminado B; teniendo en cuenta la senal de temperatura. Por ejemplo, la senal de sensor l;, el valor de

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contraste G y el valor de referencia Bi se normalizan todos a una escala de temperatura, por ejemplo, en °C, utilizando la lectura T; del sensor de temperatura ambiente. En resumen, la unidad de procesamiento 12 puede realizar las siguientes operaciones repetidamente:

1. obtener muestras I; y T,

2. calcular C; = I; - B; -1,

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4. determinar la presencia del objeto 9 cuando C,> un margen predeterminado L.

Cabe senalar que el valor de contraste en este ejemplo se calcula una funcion de valores relativos, con el fin de generar una senal de presencia de objetos que estan mas calientes en un margen predeterminado L que un nivel de fondo. El segundo umbral 0, que normalmente puede ser menor que L, se ajusta en un nivel de referencia de fondo cuando se observa una senal mas fria que el fondo, o una senal que es mas caliente, pero que no excede el segundo umbral 0. Las mediciones de temperatura ambiente se pueden utilizar para calibrar aun mas la senal de fondo a traves del tiempo en diversas circunstancias, proporcionando de este modo valores de contraste normalizados. Esto puede aumentar la robustez, es decir, la condicion para la determinacion de presencia y la condition para la correction de la retroalimentacion negativa se puede definir en unidades que son menos sensibles a las condiciones ambientales.

La Figura 2 ilustra esquematicamente la arquitectura de un sistema sensor 10 de termopila de acuerdo con las realizaciones de la presente invention, que comprende al menos un elemento de detection de la radiation IR 11, por ejemplo una matriz de termopila. Las senales del elemento de deteccion de radiacion 11 se amplifican en un amplificador 28 y se envian como senales de sensor I a una unidad de sustraccion de fondo 29, junto con information de la temperatura T de la temperatura ambiente. La unidad de sustraccion de fondo 29 actualiza la senal de fondo BG y comunica un evento E cuando el sistema sensor 10 detecta la presencia de un ser vivo. De acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, la unidad de sustraccion de fondo 29 implementa la funcion de sustraccion de fondo/tendencia, teniendo en cuenta el conocimiento que se ha obtenido tanto del objeto detectado 9 como del entorno:

- los seres vivos, en particular las personas, son mas calientes que la temperatura ambiente (si los objetos a ser detectados son mas frios que la temperatura ambiente, las funciones se invierten); y

- los "falsos objetos", como por ejemplo calentadores y ventanas, solo aumentan su temperatura lentamente en el tiempo, con un gradiente bajo en la direction ascendente.

En una segunda realization, ilustrada en la Figura 3, el al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 puede comprender al menos dos elementos de deteccion de radiacion infrarroja 11. Por ejemplo, el al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 puede comprender una matriz 18 de elementos de deteccion de radiacion infrarroja, por ejemplo, elementos de deteccion de radiacion infrarroja en una matriz regularmente separados, por ejemplo una matriz unidimensional, por ejemplo, una matriz de elementos de 8x1, o una matriz de dos dimensiones, por ejemplo, una matriz de elementos de 8x8. Cada elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11 de la matriz 18 se puede adaptar para generar una senal de sensor en relation con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro de una subregion correspondiente 17 del area de vigilancia 8. Por tanto, el area de vigilancia 8 se puede cubrir por una pluralidad de subregiones 17, por ejemplo, conos, desde las que se proyecta la luz infrarroja en los elementos de deteccion 11.

Por ejemplo, la matriz 18 puede ser una matriz de sensor de termopila, tal como una matriz de sensor de termopila en un circuito integrado. Una matriz de sensor de termopila de este tipo puede comprender un conjunto de elementos de deteccion de temperatura a distancia, que abarcan un angulo de vision conjunta. Al lado de los elementos de deteccion de temperatura, puede haber tambien un medio de a bordo de precision para la medicion de la temperatura del propio sensor, por ejemplo, un termistor.

Las matrices de termopila pueden detectar seres vivos, por ejemplo, personas, no solo cuando estan en movimiento, sino tambien cuando estan estaticas. Tambien, tales matrices se pueden utilizar para determinar en que direccion los seres vivos direccion se estan moviendo.

Ademas de la pluralidad de elementos de deteccion de radiacion infrarroja 11, un sistema sensor 10 de acuerdo con la segunda realizacion de la presente invencion comprende tambien una unidad de procesamiento 12. La unidad de procesamiento 12 se puede adaptar para recibir una pluralidad de senales de sensor, recibiendose cada senal de sensor a partir de un elemento de deteccion de radiacion infrarroja correspondiente 11 de la matriz 18. Con cada senal de sensor, un valor de contraste y un valor de referencia pueden asociarse, es decir, la unidad de

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procesamiento 12 se puede adaptar para proporcionar una pluralidad de valores de contraste comparando elemento

por elemento la pluralidad de senales de sensor con una pluralidad de valores de referencia:

La unidad de procesamiento 12 se puede adaptar ademas para determinar la presencia del objeto 9 mediante la evaluation de la condition en la pluralidad de valores de contraste:

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fl Si Cu>U

0 de lo contrario

n

en la que j indexa los componentes de vector asociados con la pluralidad de elementos de detection. L puede ser una funcion de la medicion de la temperatura ambiente.

Las senales I, BG y E como se han introducido con referencia a la Figura 2 en esta realization se implementan como vectores, con los elementos conectados del sensor 11 de la matriz de termopila. De esta manera la presencia de un ser vivo se puede deducir en relation con el angulo del sensor, como se muestra en la Figura 4. Las muestras I y T se muestrean de manera repetitiva, por ejemplo, una vez por segundo.

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El medio de salida 13 puede comunicar despues una presencia, por ejemplo, j a un dispositivo conectado o a un usuario. Los medios de salida pueden proporcionar tambien una propiedad relacionada, como un recuento de

personas presentes en una habitation, por ejemplo, contando el numero de maximos en . El medio de salida 13 puede por ejemplo proporcionar una indication de la direction en la que los objetos se mueven, para ejemplo mediante la comparacion de un valor almacenado Ej-i o Cj-i con el valor de corriente Ej o Cj.

La unidad de procesamiento 12 adicional se puede adaptar para ajustar la pluralidad de valores de referencia elemento por elemento de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a la pluralidad de valores de contraste. Por ejemplo,

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Basandose en dicha deteccion de movimiento determinada sobre la base de las senales obtenidas a partir de la pluralidad de elementos de deteccion 11, un dispositivo de accionamiento se puede accionar, tal como un accionador para abrir o cerrar una puerta, o accionar una alarma o una luz. Este se puede utilizar, por ejemplo, en hospitales o en el cuidado de ancianos, en los que, si uno o mas elementos de deteccion dedicados (por ejemplo, el elemento de sensor intermedio en la Figura 3) suministran una senal de presencia, esto significa que un paciente esta en una position particular, por ejemplo en la cama o en el sofa, mientras que si otros elementos de deteccion (por ejemplo, los elementos de sensor a la izquierda o a la derecha del elemento sensor intermedio en la Figura 3) suministran una senal de presencia, esto significa que el paciente puede haber caido o esta caminando. Dicha deteccion por los "otros" elementos de deteccion (a la izquierda o a la derecha con respecto al elemento de sensor intermedio en la Figura 3) podrian activar una alarma.

En un segundo aspecto, la presente invention proporciona en un metodo 20 para detectar una presencia de un objeto 9 en un area de vigilancia 8. Un metodo 20 de este tipo se ilustra a modo de ejemplo en la Figura 5. En particular, un metodo 20 de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invencion se puede realizar mediante un dispositivo de acuerdo con el primer aspecto de la presente invencion descrito anteriormente. El metodo 20 se puede implementar en software, por ejemplo, para su ejecucion en un microprocesador, tal como una parte que forma el microprocesador de la unidad de procesamiento 12. Como alternativa, el metodo 20 se puede implementar a traves de diseno de hardware, o se puede implementar como una combination de hardware y software.

Este metodo 20 comprende obtener 21 un valor de senal de sensor en relacion con una cantidad de radiation infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia 8, por ejemplo, un valor de senal de sensor representada por al menos una senal de sensor generada por al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja 11. El metodo 20 comprende, ademas, generar 22 al menos un valor de contraste mediante la comparacion del menos un valor de senal de sensor obtenido con al menos un valor de referencia. Este puede comprender sustrayendo el al menos un

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valor de referencia del al menos un valor de senal de sensor.

El metodo 20 comprende ademas determinar 23 la presencia del objeto 9 mediante la evaluacion de una condicion en dicho al menos un valor de contraste generado. Esta determination 23 puede comprender evaluar si el al menos un valor de contraste generado supera un primer nivel predeterminado.

El metodo 20 comprende, ademas, ajustar 24 el valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a dicho valor de contraste. Este ajuste 24 puede comprender la adicion de una fraction predeterminada del al menos un valor de contraste generado al mismo. Por otra parte, este ajuste 24 se puede realizar cuando se cumple una condicion adicional en el valor de contraste, por ejemplo, cuando el valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado.

Ademas, el metodo 20 puede comprender aplicar 25 una correction de la temperatura en el al menos un valor de senal de sensor o valor de referencia, teniendo en cuenta una medida de la temperatura ambiente.

La obtencion 21 de al menos un valor de senal de sensor en las realizaciones particulares puede comprender obtener de una pluralidad de valores de la senal de sensor, estando cada valor de senal de sensor relacionado con una cantidad de radiation infrarroja recibida desde dentro de una subregion correspondiente 17 del area de vigilancia 8. La provision de un valor de contraste 22 puede comprender proporcionar una pluralidad de valores de contraste comparando elemento por elemento la pluralidad de valores de senal de sensor con una pluralidad de valores de referencia. La determinacion 23 de la presencia del objeto 9 puede comprender evaluar la condicion en la pluralidad de valores de contraste. El ajuste 24 del valor de referencia puede comprender ajustar la pluralidad de valores de referencia elemento por elemento de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a cada uno de la pluralidad de valores de contraste.

Las realizaciones de la presente invention pueden proporcionar medios y metodos para la detection precisa y eficaz de seres vivos, tales como seres humanos en un entorno convencional de temperatura ambiente. La presente invencion no se limita por tanto de ninguna manera, los principios de deteccion de objetos generadores de calor, tales como sujetos humanos, de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion se pueden explicar por las siguientes consideraciones. Una sustraccion de fondo, es decir, una elimination de la tendencia, se puede realizar de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion en los datos de los sensores, tomando en cuenta el conocimiento especifico del objeto a detectar y del entorno.

En primer lugar, se puede suponer que los seres vivos tales como personas son mas calientes que la temperatura de su entorno. Sera obvio para el experto que los objetos que son consistentemente mas frios que su entorno se pueden detectar por las realizaciones de la presente invencion mediante la adoption de las condiciones adecuadas para la deteccion y/o retroalimentacion negativa condicional. En segundo lugar, se puede suponer que los objetos molestos, tales como calentadores y ventanas, solo aumentan su temperatura lentamente en el tiempo con un gradiente bajo en la direction ascendente. En tercer lugar, los objetos que estan mas frios que el nivel de referencia de fondo actual son los preferidos, es decir, se pueden adoptar rapidamente. Si la diferencia de temperatura es mayor que el umbral, la actualization del fondo se ve restringida por un limite en el aumento de la temperatura por segundo. Si la temperatura es menor que el umbral, el fondo se actualiza incondicionalmente con el filtro convexo, por lo que temperaturas mas bajas se adaptan rapidamente sin restricciones.

Estas nociones son diferentes de procesamiento de imagenes en que el aspecto de las personas no se puede indicar normalmente como mayor o menor que la apariencia del entorno, en la saturation de color, matiz o sentido intensidad.

Un ejemplo se presenta a continuation para demostrar los principios de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, la presente invencion no se limita por tanto de ninguna manera.

En la Figura 7, se muestra una curva de respuesta que se obtuvo de un sensor de PIR con la lente de Fresnel como se conoce en la tecnica. La curva de respuesta muestra la tension de reaction de PIR en funcion del tiempo. Para este ejemplo, el sensor de PIR convencional se dirige hacia un espacio con una silla. Una persona entro en el espacio en un primer instante de tiempo 71, se sento en la silla en un intervalo de tiempo extendido 73, y la abandono en un segundo instante de tiempo 72. Como se puede observar en la Figura 7, el sensor de PIR reacciona de manera diferencial, mostrando fuertes fluctuaciones en su salida cuando se detecta una persona en movimiento, por ejemplo, cerca del primer 71 y segundo 72 instantes de tiempo, pero no cuando la persona esta sentada tranquilamente, por ejemplo, durante el intervalo de tiempo 73. Un nivel de umbral a modo de ejemplo 74 se indica en la Figura 7, que seria adecuado para indicar la presencia de la persona en movimiento. Sin embargo, la deteccion de la persona estatica no es posible mediante el uso de un nivel de umbral similar debido a la naturaleza diferencial del sensor PIR.

Por otra parte, un dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, que comprende ocho elementos de sensor de termopila, puede detectar la persona estatica como se muestra en la Figura 8, en el que el valor de salida por elemento sensor se muestra grafica y numericamente. La Figura 8 muestra

la respuesta obtenida por el dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion en un momento durante el intervalo de tiempo 73, como se muestra en la Figura 7. La respuesta de alta intensidad de un pixel 81 se corresponde con la persona sentada. Para la comparacion, la Figura 9 muestra la respuesta obtenida por el mismo dispositivo en un momento antes del primer instante de tiempo 71, por lo tanto antes de que la persona 5 entra en la habitacion. Aqui, la ausencia de la persona corresponde a la ausencia de valores elevados de pixeles. Obviamente, cuando se elige una frecuencia de muestreo adecuada, este dispositivo de deteccion de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion puede, del mismo modo, detectar igual de bien las personas en movimiento en el espacio.

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REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de deteccion (10) para detectar la presencia de un objeto (9) en un area de vigilancia (8), comprendiendo el dispositivo:

- al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja (11) adaptado para generar una senal de sensor en relacion con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia (8),

- una unidad de procesamiento (12) adaptada para: obtener dicha senal de sensor; generar un valor de contraste mediante la comparacion de la senal de sensor obtenida con un valor de referencia; y determinar la presencia del objeto (9) mediante la evaluacion de una condicion en dicho valor de contraste; estando ademas la unidad de procesamiento (12) adaptada para ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica al valor de contraste, y

- un medio de salida (13) para emitir la presencia determinada del objeto (9) y/o una propiedad derivada de la misma, caracterizado por que el al menos un elemento de deteccion de radiacion de infrarrojos (11) comprende al menos un sensor de termopila y en el que dicha unidad de procesamiento (12) esta adaptada para:

- generar un valor de contraste sustrayendo un valor de referencia de la senal de sensor;

- determinar que el objeto (9) esta presente cuando dicho valor de contraste supera un primer nivel predeterminado; y

- ajustar el valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica al valor de contraste mediante la adicion de una fraccion predeterminada del valor de contraste al mismo, cuando dicho valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado.
2. Un dispositivo de deteccion (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo ademas el dispositivo (10) un sensor de temperatura ambiente (15).
3. Un dispositivo de deteccion (10) de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que la unidad de procesamiento (12) esta adaptada ademas para recibir una senal de temperatura de dicho sensor de temperatura ambiente (15) y aplicar una correccion de la temperatura a dicha senal de sensor o a dicho valor de referencia, teniendo en cuenta la senal de temperatura.
4. Un dispositivo de deteccion (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un elemento de deteccion de radiacion de infrarrojos (11) comprende una matriz (18) de elementos de deteccion de radiacion infrarroja, y la unidad de procesamiento (12) esta adaptada para: recibir una pluralidad de senales de sensor, recibiendose cada senal de sensor desde un elemento de deteccion de radiacion infrarroja correspondiente de dicha matriz; proporcionar una pluralidad de valores de contraste comparando elemento por elemento la pluralidad de senales de sensor con una pluralidad de valores de referencia; determinar la presencia del objeto (9) mediante la evaluacion de dicha condicion en dicha pluralidad de valores de contraste; y ajustar la pluralidad de valores de referencia elemento por elemento de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a la pluralidad de valores de contraste.
5. Un dispositivo de deteccion (10) de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que cada elemento de deteccion de radiacion infrarroja (11) de dicha matriz esta adaptado para generar una senal de sensor en relacion a una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro de una subregion correspondiente (17) del area de vigilancia (8), y dicho medio de salida esta adaptado para emitir un recuento de valores de contraste en la pluralidad de valores de contraste que satisfacen dicha condicion y/o una propiedad derivada de la misma.
6. Un dispositivo de deteccion (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas al menos un modulo de comunicacion inalambrica para la transmision de informacion entre dicho al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja (11), dicha unidad de procesamiento (12) y/o dicho medio de salida (13).
7. Un metodo (20) para detectar la presencia de un objeto (9) en un area de vigilancia (8), comprendiendo el metodo (20):

- obtener (21) al menos un valor de senal de sensor en relacion con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia (8),

- generar (22) al menos un valor de contraste comparando el al menos un valor de senal de sensor con al menos un valor de referencia;

- determinar (23) la presencia del objeto (9) mediante la evaluacion de una condicion en dicho al menos un valor de contraste, y

- ajustar (24) el al menos un valor de referencia de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a dicho al menos un valor de contraste, caracterizado por que:

- obtener al menos un valor de senal de sensor en relacion con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro del area de vigilancia (8) comprende tener el al menos un valor de senal de sensor generado por al menos un elemento de deteccion de radiacion infrarroja (11) que comprende al menos un sensor de termopila,

- generar (22) un valor de contraste comprende restar el valor de referencia del valor de la senal de sensor,

- determinar (23) la presencia del objeto (9) comprende evaluar si dicho valor de contraste supera un primer nivel predeterminado, y

ajustar (24) el valor de referencia comprende sumar una fraccion predeterminada del valor de contraste al mismo, realizandose dicho ajuste (24) del valor de referencia cuando se satisface una condicion adicional en 5 dicho valor de contraste, comprendiendo la evaluacion de si se satisface dicha condicion adicional en dicho valor de contraste evaluar si dicho valor de contraste se encuentra por debajo de un segundo nivel predeterminado.
8. Un metodo (20) de acuerdo con la reivindicacion 7, que comprende ademas aplicar una correccion de la temperatura a dicho valor de senal de sensor o a dicho valor de referencia teniendo en cuenta una medicion de la

10 temperatura ambiente.
9. Un metodo (20) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, en el que la obtencion (21) de un valor de senal de sensor comprende obtener una pluralidad de valores de senal de sensor, estando cada valor de senal de sensor relacionado con una cantidad de radiacion infrarroja recibida desde dentro de una subregion

15 correspondiente (17) del area de vigilancia (8); la generation (22) de un valor de contraste comprende proporcionar una pluralidad de valores de contraste comparando elemento por elemento la pluralidad de senales de sensor con una pluralidad de valores de referencia; la determination (23) de la presencia del objeto (9) comprende evaluar dicha condicion en dicha pluralidad de valores de contraste; y el ajuste (24) del valor de referencia comprende ajustar la pluralidad de valores de referencia elemento por elemento de manera que la retroalimentacion negativa se aplica a 20 cada uno de la pluralidad de valores de contraste.